儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈

發(fā)布日期:
2023-03-22
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儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈涉及環(huán)節(jié)包括:

1、儲(chǔ)能系統(tǒng):包含電池、PCS、BMS、EMS等多個(gè)環(huán)節(jié),具體標(biāo)的包括寧德時(shí)代、億緯鋰能、陽光電源、南都電源、科士達(dá)、科華數(shù)據(jù)等,其中龍頭公司寧德時(shí)代、比亞迪、陽光電源、錦浪科技等出口海外較多;

2、工程EPC、并網(wǎng)檢測、后期運(yùn)維:具體標(biāo)的包括南網(wǎng)科技、阿特斯、林洋能源、寶光電氣、萬里揚(yáng)、電科院等。


一、儲(chǔ)能電池


儲(chǔ)能電池材料體系以磷酸鐵鋰為主,電池向大容量方向持續(xù)演進(jìn)。

根據(jù)工信部要求,儲(chǔ)能型電池能量密度≥145Wh/kg,電池組能量密度≥110Wh/kg。循環(huán)壽命≥5000次且容量保持率≥80%。當(dāng)前的電化學(xué)儲(chǔ)能尤其是鋰電儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新變革周期,大電芯、高電壓、水冷/液冷等新產(chǎn)品新技術(shù)逐漸登上舞臺(tái),儲(chǔ)能系統(tǒng)向大容量方向在持續(xù)演進(jìn),同時(shí)鈉離子電池在未來憑借成本優(yōu)勢可能占據(jù)一席之位。


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全球儲(chǔ)能電芯中國廠商出貨領(lǐng)先,寧德時(shí)代出貨量全球第一。

根據(jù)測算,2021年全球儲(chǔ)能電芯出貨量59.9GWh,其中寧德時(shí)代作為最大電芯供應(yīng)商占據(jù)榜首,出貨量16.7GWh,占比達(dá)27.9%;派能科技作為戶儲(chǔ)龍頭,出貨1.5GWh,占比2.6%。我們預(yù)計(jì)2022年全球出貨114.9GWh,同增91.9%,其中寧德時(shí)代出貨45.0GWh,同增169.5%;派能科技出貨3.5GWh,同增127.3%。


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根據(jù)測算,預(yù)計(jì)2022-2023年全球儲(chǔ)能電芯出貨122.5/219.6GWh,同增101%/79%;其中,寧德時(shí)代作為最大電芯供應(yīng)商占據(jù)榜首,我們預(yù)計(jì)寧德時(shí)代2022-2023年出貨50/100GWh,同增199%/100%,占比40.8%/45.5%,龍頭地位穩(wěn)固。


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二、逆變器技術(shù)
在逆變器技術(shù)領(lǐng)域,直流1500V取代傳統(tǒng)1000V架構(gòu)成為趨勢,電站級(jí)滲透較快。
2021年國內(nèi)光伏直流電壓等級(jí)為1500V的市場占比約49.4%,1000V市場占比50.6%。拆分來看,分布式光伏中1000V電壓仍為主流,21年戶用全部采用1000V等級(jí)系統(tǒng),工商業(yè)有80%采用1000V等級(jí)系統(tǒng)。
1500V儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)勢明顯,1500V系統(tǒng)核心產(chǎn)品為1500V儲(chǔ)能PCS。1500V儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量密度、功率密度將在原來的基礎(chǔ)上可提升35%+,系統(tǒng)成本降低5%+,系統(tǒng)效率提高0.3%+。40尺的集裝箱+280Ah的電芯下,1000V的電池最大裝機(jī)容量為3.3MWh,1500V可以提高到4.5MWh,除了PCS、電池、輔助配件成本可以減少外,人工、地基和土地成本也會(huì)大幅下降。近期大型項(xiàng)目,1500V滲透率已超過2/3。
代表廠商有:陽光、上能、科華。其中上能電氣包攬了山東5個(gè)百兆瓦級(jí)儲(chǔ)能項(xiàng)目的1500V PCS。
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逆變器技術(shù)應(yīng)用層出不窮,組串式PCS開始規(guī)?;瘧?yīng)用。

組串PCS彌補(bǔ)集中式不足,開啟規(guī)?;瘧?yīng)用。業(yè)內(nèi)目前電池儲(chǔ)能系統(tǒng)主要采取集中式PCS,多組電池并聯(lián)將引起電池簇之間的不均衡,久之并聯(lián)電池簇中會(huì)出現(xiàn)一部分電池實(shí)際出力不足,而另一部分超出倍率使用的現(xiàn)象,造成“木桶”效應(yīng);而組串式PCS可以實(shí)現(xiàn)簇級(jí)管理,提升系統(tǒng)壽命,提高全壽命周期放電容量,規(guī)?;瘧?yīng)用趨勢已見雛形。

應(yīng)用實(shí)例1-2:華能黃臺(tái)100MW/200MWh項(xiàng)目,是國內(nèi)首個(gè)采用組串式PCS架構(gòu)的大型儲(chǔ)能電站(PCS由上能提供);此外山東德州林洋光儲(chǔ)3MW/6MWh項(xiàng)目也采用該系統(tǒng)架構(gòu)(華為提供整套系統(tǒng))。

應(yīng)用實(shí)例3:國電投油城大慶200MW光儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。上能電氣為基地提供了230臺(tái)250kW組串一體機(jī)、數(shù)十臺(tái)225kW與175kW組串式逆變器以及3.125MW集中式一體機(jī)、3.15MW集散式一體機(jī)等多款機(jī)型逆變器。其中250kW組串式逆變器一改傳統(tǒng)常規(guī)的分散安裝方式,通過1MW集成平臺(tái)設(shè)計(jì)、進(jìn)行集中式運(yùn)維管理模式,大大節(jié)省了時(shí)間和人力,提升了運(yùn)維效率。


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華為將數(shù)字信息技術(shù)與光伏技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)相融合,首次提出對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行組串化、智能化、模塊化設(shè)計(jì)的全新理念,實(shí)現(xiàn)電池模組級(jí)精細(xì)化管理,產(chǎn)生更多放電量(電池配置減少13%,電池壽命提升50%),達(dá)到更優(yōu)投資(初始配置降低30%),極簡運(yùn)維(25年運(yùn)維成本減少5000萬元),安全穩(wěn)定性提升(可用度提升至99%),整體LCOS降低20%以上,最終助力實(shí)現(xiàn)從光伏平價(jià)邁向光儲(chǔ)平價(jià)。

缺點(diǎn)是目前PCS成本較高,但有很大降價(jià)空間,參考組串式光伏逆變器。

代表廠商:華為、上能、盛弘。


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頭部企業(yè)先發(fā)優(yōu)勢明顯,后進(jìn)者競爭激烈,儲(chǔ)能變流器市場格局仍未定。

根據(jù)CNESA,2018-2021年我國排名前十的儲(chǔ)能變流器成商企業(yè)不斷更迭,除上能電氣、陽光電源、科華數(shù)據(jù)等少數(shù)企業(yè)多年保持領(lǐng)先外,新進(jìn)入者層出不窮。未來隨著市場進(jìn)一步發(fā)展,我們認(rèn)為擁有產(chǎn)品、渠道、成本優(yōu)勢的企業(yè)仍將受益行業(yè)高增速,最終脫穎而出。


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三、電氣拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)


在電氣拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面,大容量下高壓級(jí)聯(lián)方案優(yōu)勢顯著。

隨著儲(chǔ)能集成系統(tǒng)容量增加,傳統(tǒng)串聯(lián)升壓方案會(huì)面臨多種問題:大容量下所需電芯數(shù)量眾多,安全風(fēng)險(xiǎn)較大;隨著電芯循環(huán)次數(shù)增加,電芯本體差異化逐步體現(xiàn),系統(tǒng)一致性變差;受上述兩因素制約,系統(tǒng)單機(jī)容量通常有限,隨著并聯(lián)設(shè)備增加,二次通信、協(xié)調(diào)控制變得更加復(fù)雜。

大容量下高壓級(jí)聯(lián)方案優(yōu)勢凸顯:高壓級(jí)聯(lián)方案由多個(gè)儲(chǔ)能單元構(gòu)成,采用去并聯(lián)組合,每個(gè)儲(chǔ)能單元輸出幾十到幾百伏電壓,將電池堆離散化,既大幅度降低了電池堆電量,減少了電池堆內(nèi)電池單體數(shù)量,又大幅提高了系統(tǒng)容量,提升系統(tǒng)安全性。

目前國內(nèi)掌握高壓級(jí)聯(lián)技術(shù)的企業(yè):國電南瑞、金盤科技、智光電氣、四方股份、新風(fēng)光等幾家,其中金盤科技產(chǎn)品高壓級(jí)聯(lián)方案落地較快、容量更大,相關(guān)產(chǎn)品率先發(fā)布并已獲得1.35億訂單。


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四、儲(chǔ)能安全

近年來,儲(chǔ)能電站火災(zāi)頻發(fā),溫控?zé)峁芾怼?chǔ)能消防受到重視,行業(yè)政策接連出臺(tái),儲(chǔ)能消防系統(tǒng)發(fā)展加速。

鋰離子電池中金屬鋰是已知元素(包括放射性元素)中金屬活動(dòng)性最強(qiáng)的,在汽車領(lǐng)域熱失控現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,給鋰電池在儲(chǔ)能上的應(yīng)用埋下了安全隱患。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2022年全球已發(fā)生超17起儲(chǔ)能著火事故,2021年以來國家已經(jīng)發(fā)布了多個(gè)涉及儲(chǔ)能消防安全的政策,新標(biāo)準(zhǔn)下儲(chǔ)能消防的重要性不斷突顯。


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五、儲(chǔ)能系統(tǒng)集成


在儲(chǔ)能系統(tǒng)集成領(lǐng)域,集成商玩家眾多,多種模式并存,現(xiàn)在主要有三種模式:

Ⅰ、全產(chǎn)業(yè)鏈布局:電芯、PCS、BMS、EMS均為自產(chǎn),國內(nèi)代表企業(yè)為比亞迪。

Ⅱ、專業(yè)集成:集成商從外部采購部件,專做系統(tǒng)集成,該模式國內(nèi)應(yīng)用較少,國外Doosan、IHI等為代表;

Ⅲ、基于自身產(chǎn)品,由單純?cè)O(shè)備供應(yīng)商向系統(tǒng)集成商轉(zhuǎn)型:該模式國內(nèi)應(yīng)用最多,代表企業(yè)有:1.光伏逆變器切入PCS的生產(chǎn)商錦浪科技、固德威、德業(yè)科技等;2.動(dòng)力電池切入儲(chǔ)能電池的生產(chǎn)商億緯鋰能、鵬輝能源等;3.由電力設(shè)備、電子設(shè)備切入PCS/BMS/EMS等部件的生產(chǎn)商金盤科技、科士達(dá)、科華數(shù)據(jù)、寶光股份、科陸電子等。

復(fù)盤美國市場,可以發(fā)現(xiàn)主流集成廠商采用上述三種模式的均有案例。


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項(xiàng)目資源、客戶資源是儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商的重要競爭點(diǎn)。

在項(xiàng)目資源方面,對(duì)集成商而言,已建設(shè)的項(xiàng)目、已獲取的訂單是對(duì)公司既有實(shí)力的有效證明,對(duì)未來訂單獲取具有指引作用。同時(shí),長期來看,儲(chǔ)能項(xiàng)目并網(wǎng)點(diǎn)資源有限。


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在客戶資源方面:

1、從項(xiàng)目獲取看,目前發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能需求主要仍來自新能源強(qiáng)制配儲(chǔ),而電力集團(tuán)是風(fēng)電、光伏開發(fā)的主力軍,也是招標(biāo)項(xiàng)目的主要來源。儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商正通過戰(zhàn)略合作尋求與業(yè)主的深度綁定,2021年華為、陽光電源等紛紛與“兩網(wǎng)”、“五大六小”等電力集團(tuán)以及地方政府等簽訂系列戰(zhàn)略合作協(xié)議,以求在項(xiàng)目獲取上能有更大優(yōu)勢。

2、從收益核算看,獨(dú)立儲(chǔ)能與共享儲(chǔ)能要參與現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場交易必須接受電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度,有相關(guān)資源企業(yè)在后期市場交易中更有可能處于有利地位。

分析對(duì)比主要儲(chǔ)能集成商的項(xiàng)目、客戶資源,可以發(fā)現(xiàn)主要企業(yè)均與主要電網(wǎng)集團(tuán)建立了合作關(guān)系,除此之外,科華數(shù)據(jù)、海博思創(chuàng)、科陸電子等在工商業(yè)側(cè)、居民側(cè)潛力更大,長期在共享儲(chǔ)能等項(xiàng)目獲取中可能獲利。

在項(xiàng)目上,陽光電源、海博思創(chuàng)等龍頭已具有GWh以上項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)驗(yàn),先發(fā)優(yōu)勢明顯;同時(shí),后起之秀金盤科技、科陸電子等訂單獲取能力較強(qiáng);此外,行業(yè)需求強(qiáng)勁,企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)力度較大,金盤科技、智光股份現(xiàn)有產(chǎn)能均超GWh,仍處于擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)程中。


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儲(chǔ)能集成商玩家眾多,參與環(huán)節(jié)有差異化。

儲(chǔ)能集成商通常在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)全線布局,但通過對(duì)已有項(xiàng)目、在手訂單拆分,我們認(rèn)為不同企業(yè)仍各有側(cè)重,市場呈現(xiàn)差異化競爭態(tài)勢。具體可從三側(cè)、國內(nèi)外兩個(gè)維度區(qū)分:


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